车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路安全运行领域，具体涉及一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法及装置。
【背景技术】
[0002]铁路目前防撞的方法是闭塞行车方法，通过闭塞区间来判断前方线路是否空闲，空闲就确认前方没有障碍物，可以运行。而这种技术方法的缺点是，即便确认线路空闲，而闭塞区间仍然有障碍物时，比如:由于种种原因导致的两条钢轨不导电(钢轨导电不良、车轮导电不良、障碍物是非导电体)时，钢轨上的所有障碍物都无法探测到；车辆、塌方、洪水漫道等等，通过现有技术手段无法检测到，因而发生列车碰撞事故。
[0003]还有凭司机目测，这完全受制于司机的体能、智能、责任心等。白天一般在600米左右，而其夜间司机的观测距离仅200?300米，雨雾天则更差，几近于臆测行车。而机车的制动距离最低800米，再加上司机反应时间所越过的距离，是无法避免事故的。多数的重大行车事故一般都是在后半夜、司机体能下降、气象条件恶劣加上没有科学手段防控而发生的，这是行车安全的一大隐患。国内尚无科学的解决方法。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述现有技术的不足，提供一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法及装置，利用光学探测技术，探测钢轨轨迹的标定区段及进口处图像信息，结合地理信息，得知标定区段及进口处与机车的准确距离，形成预警距离以及确报距离，运用障碍物预警以及障碍物确报向机车制动系统发布制动指令，从而实现机车防撞。本方法弥补了上述的人工观测和行车闭塞方法的技术空白以及缺陷，使铁路行车安全更有保障。
[0005]本发明采用的技术方案是:一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法，包括以下步骤:
[0006]车载光学探测机构对钢轨轨迹信息进行提取；
[0007]与地理信息结合，对探测机构信息进行综合分析判断；
[0008]对机车运行进行控制。
[0009]进一步地，所述地理信息包括:车载地面数据或者地面应答器，或者GPS、北斗卫星通讯定位所形成的地理信息。
[0010]进一步地，所述机车是指铁路机车、轨道车以及具有自轮运转特性的工程机械。
[0011]进一步地，所述车载光学探测机构为远红外摄像机或CXD探测装置。
[0012]进一步地，与地理信息结合，对探测机构信息进行综合分析判断，具体为:对地理信息进行分析，对设置在机车前方的探测机构采集的图像信息进行处理，结合地理信息和探测机构的信息获取该钢轨轨迹上道路状态信息并产生控制命令。
[0013]进一步地，所述对机车进行控制，具体包括:通过接收控制命令对机车的运行状态进行控制，包括正常行驶、减速行驶和制动三种控制方式。
[0014]—种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞装置，包括:
[0015]地面采集装置，用于对钢轨轨迹标定区段及进口处进行图像采集和分析处理信息;
[0016]车载控制装置，接收地面采集装置传送的分析处理信息，并对机车制动进行控制。
[0017]进一步地，所述地面采集装置包括摄像装置、图像处理单元和数据传输单元，所述摄像装置的输出端连接所述图像处理单元，所述图像处理单元的输出端连接数据传输单
J L ο
[0018]进一步地，所述车载控制装置包括电源单元、图像采集单元、监控显示单元和执行控制机构，所述图像采集单元为设置在机车上的摄像装置，所述监控显示单元与所述图像采集单元的输出端连接，所述监控显示单元的输出端连接执行控制机构，所述电源单元为所述图像采集单元和监控显示单元供电。
[0019]进一步地，所述地面采集装置与车载控制装置为无线数据传输。
[0020]进一步地，所述车载控制装置设置备用系统，所述备用系统包括备用电源、备用图像采集单元和备用监控单元。
[0021]本发明的有益效果为:本发明利用远红外或C⑶探测装置，探测钢轨轨迹的标定区段及进口处图像信息，结合地理信息，得知标定区段及进口处与机车的准确距离，形成预警距离以及确报距离，运用障碍物预警以及障碍物确报向机车制动系统发布制动指令，从而实现机车防撞，在夜间、雨、雪、雾等天气情况下仍能探测所需保证安全的距离，能全天候工作，为行车安全提供重要保障。
【附图说明】
[0022]图1是本发明提出的一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法流程图；
[0023]图2是本发明提出的一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞装置结构图；
[0024]图3是本发明提出的所述地面采集装置结构图；
[0025]图4是本发明提出的所示车载控制装置结构图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本发明进行进一步的说明。
[0027]参见图1，是本发明提出的一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法及装置流程图。
[0028]如图1所示，一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞方法，包括以下步骤:
[0029]步骤101，车载光学探测机构对钢轨轨迹信息进行提取；
[0030]步骤102，与地理信息结合，对探测机构信息进行综合分析判断；
[0031 ] 步骤103，对机车运行进行控制。
[0032]本发明实施例中，通过对探测机构采集的图像信息和机车自身参数，根据上述采集识别图像信息，通过数据处理及监控操作，对机车的运行状态进行控制，控制机车减速或其他行车功能，该发明可以实现自动识别障碍物和控制列车，达到确保预防冲、脱、挤和撞车事故的目的，极大提高铁路及社会的安全、经济、社会效益。
[0033]在步骤101中，所述车载光学探测机构对钢轨轨迹信息进行提取，具体包括:设置在机车上的车载光学探测机构对标定区段及进口处的钢轨轨迹进行提取。
[0034]其中，所述车载光学探测机构为远红外摄像机或CCD探测装置。
[0035]本发明实施例中，采用远红外摄像机或C⑶探测装置，无论白、昼、雨、雪、雾等气候条件下，均可以对钢轨轨迹及车前状况有效的进行识别。
[0036]利用远红外或C⑶探测技术，结合地理信息，通过对地理信息的分析完全可以综合判断障碍物位置，对列车前方因线路上的塌方落石等自然灾害、接近的列车汽车等线路障碍、夜间雨雾等恶劣气候造成的对驾驶员视觉障碍等而引发的各类重大行车事故，起到积极有效的报警、预防和自动化防护控车的作用。
[0037]在步骤102中，所述与地理信息结合，对探测机构信息进行综合分析判断，具体为:对地理信息进行分析，对设置在机车前方的探测机构采集的图像信息进行处理，结合地理信息和探测机构的信息获取该钢轨轨迹上道路状态信息并产生控制命令。
[0038]其中，所述地理信息包括:车载地面数据或者地面应答器，或者GPS、北斗卫星通讯定位所形成的地理信息。
[0039]所述对检测的钢轨轨迹信息进行分析判断，具体为:对地理信息进行分析，对设置在机车前方的探测机构采集的图像信息进行处理，结合地理信息和探测机构的信息获取该钢轨轨迹上道路状态信息并产生控制命令。
[0040]在步骤103中，所述对机车进行控制，具体包括:通过接收控制命令对机车的运行状态进行控制，包括正常行驶、减速行驶和制动三种控制方式。
[0041 ] 本发明通过已有的列控装置LKJ (或者GYK轨道车运行控制设备)获得机车速度、位置等运行状态信息，形成运行制动曲线，采用全天候远红外探测、图像智能识别和目标判定、锁定等技术对障碍物识别，利用无线高精确定位和组网技术、无线网桥通信等技术对径路桥梁状态和道边山体状态进行监测，限速标志牌识别以及站场蓝白灯识别防控和调车作业监控，弥补了在该领域内的空白；又可以和机车运行监控记录装置相互通信，和铁路其他既有设备相互配合，实现信息共享，做到无论是机车自身还是运行径路的全方面监测控制，起到积极有效的报警、预防和自动化防护控车的作用，切实保障铁路运输安全。机车运行障碍探测及防控技术和铁路现有设备相互衔接、匹配使用，形成了完备、和谐、科学、合理的铁路行车设备安全防控体系。机车运行障碍探测及防控技术，在上述重大行车隐患和行车安全真空领域共用一套装置，将会给铁路带来节约设备投资、便利售后维护、优化行车设备等无尽的经济效益。
[0042]参见图2，是本发明提出的一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞装置结构图。
[0043]如图2所示，一种车载光学探测与地理信息相结合的机车防撞装置，包括:
[0044]地面采集装置201，用于对钢轨轨迹标定区段及进口处进行图像采集和分析处理信息；
[0045]车载控制装置202，接收地面采集装置传送的分析处理信息，并对机车制动进行控制。
[0046]本发明的具体实施过程为:
[0047](I)通过机车前方的探测机构和当前的地理信息，提取列车进路图像信息:分为
a.禁止越过一须采取制动措施的“障碍物”(如蓝灯、红灯；汽车、火车Γ落石、落水等)；
b.允许通过一须采取限速运行的“障碍物”(如限速标志牌